Robert Klatt
Magnete können die Interaktionen von Licht verstärken. Dies könnte technische Innovationen wie magnetische Laser und neue optisch kontrollierte magnetische Speicher ermöglichen.
New York City (U.S.A.). Physiker des City College of New York (CCNY) um Florian Dirnberger haben mit einem geschichteten Magneten, der stark gebundene Elektron-Loch-Paare (Exzitonen) in einem Halbleiter enthält, Licht eingefangen. Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature können diese Quasiteilchen dank ihrer besonders starken optischen Interaktionen Licht um ein Vielfaches stärker beeinflussen als herkömmliche Magneten.
„Da das Licht im Inneren des Magneten hin und her reflektiert wird, werden die Interaktionen wirklich verstärkt. Um ein Beispiel zu geben: Wenn wir ein externes Magnetfeld anlegen, wird die Nahinfrarotreflexion des Lichts so stark verändert, dass das Material praktisch seine Farbe ändert. Das ist eine ziemlich starke magneto-optische Reaktion.“
Normalerweise reagiert Licht nicht so stark auf Magnetismus. Technische Anwendungen, deren Basis magneto-optischen Effekte sind, benötigen deshalb aktuell meistens extrem empfindliche optische Detektionssysteme. Technologische Anwendungen von magnetischen Materialien nutzen deshalb bisher vor allem magneto-elektrische Phänomene.
In den Experimenten der Physiker wurden die grundlegenden Eigenschaften des Lichts durch das Einfangen in den verwendeten magnetischen Materialien hingegen deutlich stärker verbessert. Die verstärkten optischen Reaktionen in Magneten eröffnen laut den Studienautoren neue technische Nutzungsmöglichkeiten, die auch im Alltag verwendet werden können. Denkbar ist angesichts der starken Interaktionen zwischen Magnetismus und etwa die Entwicklung von magnetischen Lasern und die Weiterentwicklung von optisch kontrollierten magnetischen Speichersystemen.
Nature, doi: 10.1038/s41586-023-06275-2
